植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术植物细胞工程是现代农业中的核心技术之一，它可以利用生物技术手段，将基因信息引入植物细胞中，从而制备出具有新型特性的植物品种。
植物细胞工程的基本技术主要包括以下几个方面：一、植物细胞培养技术植物细胞培养技术是植物细胞工程的重要基础，它可以将植物细胞从植物体中剥离出来，形成原代培养体，在适宜的培养条件下进行细胞培养和增殖。
该技术主要涉及到组织培养、细胞培养、愈伤组织培养以及悬浮细胞培养等多个方面。
其中，愈伤组织培养是最基础的培养技术，它可以通过愈伤组织的再生和分化，为后续的遗传转化和基因编辑提供可行的细胞模板。
二、基因克隆与重组技术基因克隆与重组技术是植物细胞工程中非常关键的环节，这个技术主要涉及到将特定的基因序列放入植物细胞中的过程。
通过基因克隆和重组，可以将外源性基因导入到细胞质或者染色体的特定位置，并实现基因结构的调整，从而产生具有新型特性的植物品种。
三、基因转化技术基因转化技术是植物细胞工程最重要的技术之一，它可以将基因克隆和重组的结果导入植物细胞中，并实现基因的表达。
基因转化技术主要分为两个类别：生物学的和物理学的。
其中，生物学的方法包括农杆菌介导的转化和农杆菌外介导的转化，物理学的方法包括基因炮和电穿孔等。
四、基因编辑技术基因编辑技术是近年来兴起的一种先进技术，它可以利用生物技术手段修改基因序列，从而实现有针对性的基因改造。
目前，基因编辑技术主要包括ZFN、TALEN、CRISPR/Cas9等多个基因编辑工具。
通过这些工具，可以实现基因串联、点突变等操作，并为后续的育种和遗传转化提供更多的技术手段。
总之，植物细胞工程是现代农业中的重要技术，它可以帮助我们制备出更具有良好农业生产性能的植物品种。
通过不断的技术创新与发展，相信我们能够在农业生产中发挥出更大的作用，并实现更好的农业可持续发展。
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术植物细胞工程是一种通过生物技术手段改良植物基因并创造新植物品种的方法，从而提高植物的生产能力，改善植物的经济价值和应用效益。
植物细胞工程技术已经被广泛应用于植物学、农业、林木学等领域。
本文将主要介绍植物细胞工程的基本技术。
细胞培养细胞培养是植物细胞工程中最基本的技术之一。
它是指在适当的培养基中培养一定数量的植物细胞，使其能够在无菌条件下长时间的生长和繁殖，同时不受外界环境的干扰。
细胞培养的成功与否，在很大程度上取决于培养条件如培养基的配方、pH值、温度和光照的控制，以及细胞类型、来源、克隆性和生长状态等因素。
细胞透入细胞透入是指将外源DNA导入到植物细胞内。
常用的透入方法有基因枪法、化学法、电穿孔法和超声波法等。
其中，基因枪法是最常用的方法，它通过高压气枪将外源DNA引入到植物细胞内，成功率较高。
但是，基因枪法可能会导致细胞膜和细胞壁的损伤，从而影响细胞的生长和发育。
遗传转化遗传转化是指将外源DNA引入到植物细胞内，并使其被细胞所接受和表达。
目前，常用的遗传转化技术有农杆菌介导的遗传转化和微项目介导的遗传转化。
其中，农杆菌介导的遗传转化是最常用的方法，主要利用农杆菌的T-DNA转移系统将外源DNA引入到植物细胞中。
与此相似，微项目介导的遗传转化则是利用微项目加速粒子将外源DNA引入到植物细胞中。
遗传转化成功后，可以通过PCR、南方杂交和蛋白质印迹等方法来验证遗传转化的有效性。
基因克隆基因克隆是指利用现代遗传学技术，从植物体细胞中筛选出具有特定功能和特殊地位的基因，并将其分离并制成克隆DNA。
通过基因克隆技术，可以检测和分析植物中特定基因的结构、功能和调控机制等方面。
目前，最常用的基因克隆技术包括重组DNA技术和PCR技术等。
基因编辑基因编辑是指通过诱发、改变或删除特定基因，实现改良或调整植物的生长和生命活动的方法。
常用的基因编辑技术有CRISPR-Cas9技术、TALEN技术和ZFN技术等。
2. 1. 1 植物细胞工程的基本技术
2.1.1 植物细胞工程的基本技术课标要求1、能力要求1、理解和掌握植物组织培养的操作过程2、理解和掌握植物体细胞杂交的操作过程2、内容要求1、理解植物细胞的全能性2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果3、掌握植物组织培养的特点4、理解植物体细胞杂交和植物细胞培养的联系知识网络体系细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。
受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。
生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。
同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。
分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。
在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。
全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
RTCrpUDGiT2、植物组织培养操作的特点：<1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。
花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。
另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
5PCzVD7HxA<2）消毒。
植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。
因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。
因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
jLBHrnAILg<3）光照。
离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。
愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
xHAQX74J0X<4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
LDAYtRyKfE3、植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：以烟草与大豆细胞融合为例。
(完整版)植物细胞工程的基本技术
生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗 传物质，都有发育成完整个体的全套基因。
【提示】 (1)植物细胞全能性的条件 ，除了离体外，还需要种类齐全、比 例合适的营养物质和一定植物激素， 另外操作中还要注意无菌、控制适宜 温度和光等。 (2)这不是全能性的反映，植物体上长 出新芽，这是细胞分化的结果(基因选
1、为什么诱导愈伤组织的过程中应避 光培养？
在有光时，往往容易形成维管组织， 而不易形成愈伤组织。
2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？ 植物激素
当细胞分裂素和生长素共同使用时， 能刺激愈伤组织的形成，而通过调 节二者的浓度比，就可以调控植物 细胞培养过程中芽和根的形成，称 为“激素杠杆”。(见P42)
1958年，美国科学家斯图尔 德（F.C.Steward）将胡 萝卜韧皮部的一些细胞进 行培养获得了完整的胡萝 卜新植株。
植物组织培养技术
切取
接种
培养室
愈伤组织的形成
试管苗
移栽
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成
再分化
试管苗的形成
(4)请根据上面的实验过程，概括出植物组 织培养技术的流程简图。
脱分化
遮光
愈伤组织
再分化
光照
根、芽
植物体
植物激素： 细胞分裂素、生长素
植物组织培养条件：
含有全部营养成分的培 养基、一定的温度、空气、 无菌环境、适合的PH、适时 光照等。
强调几个概念：
一、愈伤组织：
离体的植物器官、组织或细胞， 在培养一段时间以后，通过细 胞分裂，形成一种高度液泡化、 无定形状态薄壁细胞组成的排 列疏松无规则的组织。
高中生物人教版选修三同步导学：2.1.1 植物细胞工程的基本技术(理解+掌握+应用)
2．1植物细胞工程2．1.1植物细胞工程的基本技术1．细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
2．理论上每个活细胞都具有全能性。
3．细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。
4．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
5．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
6．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
植物细胞的全能性[自读教材·夯基础]1．细胞工程的概念2．细胞的全能性(1)含义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
(2)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。
1．请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。
提示：(1)操作水平：基因工程是分子水平的操作，细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。
(2)目的：基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品，细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2．理论上每种活细胞都具有全能性，请分析细胞具有全能性的原因。
提示：活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。
[跟随名师·解疑难]1．细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质，即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。
2．细胞全能性大小的比较(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
(3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的；细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞>衰老的细胞。
(4)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
2.1.1植物细胞工程的基本技术
应用的原理 和方法
研究的水平 研究的目的 种 类
细胞生物学和分子生物学 细胞水平或细胞器水平 按照人的意愿来改变细胞内的遗传 物质或获得细胞产品(定向改造) 植物细胞工程和动物细胞工程
细胞工程与基因工程相比： 前者是 后者是
细胞或细胞器
分子
水平上的生物技术,
水平上的生物技术。
植物细胞结构图
用纤维 素酶和 果胶酶 啊！！
膜的流动性 （2）把不同的原生质体放在一起会自然融合吗？ 常用人工 诱导方法 物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇（PEG）
（3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂 种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？ 进行植物组织培养培育成杂种植株。
3、原理：
就是很自然的了。
合作探究2： P38 “思考与探究” 2
自然界中有一种含有 叶绿体的原生动物──
眼虫，说明植物的细胞
器同样可以在某些动物
细胞中存活，请探讨：
动物细胞与植物细胞之 间可以实现杂交吗？如 果理论上可行，请设计 出具体实验方案。
比较：
植物组织培养
所属 范畴 原理 步骤
植物体细胞杂交技术
画课本P36
条件下，
无菌和人工控制
，培养在人工配制
上，给予适宜的培养条件，诱导其产 ，最终形成 完整的植株 。
生 愈伤组织 、
知识点回顾
1、细胞工程的概念、分类 2、植物组织培养的理论基础 3、植物组织培养的过程、条件、概念
拓展
查阅相关资料，帮助焦农设计香蕉 组织培养流程？
组织培养的过程
外植体
(1)细胞膜的流动性
(2)植物细胞的全能性
4、过程：
植物细胞工程的基本技术
2．每个植物都具有全能性的特点，原因是每个细胞中都具有某种生物的全部遗传信息。
3．在植物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，原因是细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质，从而构成植物的不同组织和器官。
①利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体；②原生质体融合。
成功的标志是融合后的杂种细胞再生细胞壁。
7．进行原生质体间的融合，必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。人工诱导的方法基本可以分为两大类――物理法和化学法，物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般使用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞融合。
8．植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定的条件下融合成杂种细胞，并将其培育成新的植物体的技术。植物体细胞融合引起的变异属于染色体变异。
9．植物细胞工程常采用的技术手段有植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术等。
4．植物的组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
5．植物组织培养全过程，证明了分化的植物细胞仍具有形成完整的植物所需要的全部基因。
6．番茄和马铃薯不能进行传统的杂交，原因是它们是两个不同的物种，因此它们之间想想着天然的生殖隔离，但是，如果采用体细胞杂交的方法，就能得到“番茄－马铃薯”杂种植株，这各方法成功的关键是：
高中生物第2章细胞工程第1节第1课时植物细胞工程的基本技术课件选择性必修3
[解析] (1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植 物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成 层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱 分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈 伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素 和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤 组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其 作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养 没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的 植株保持了原品种的遗传特性。
4．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生
质体的融合。
(√ )
5．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细
胞壁。
(√ )
关键能力·突破重难
核心点一 核心点二
1．植物组织培养的过程
植物组织培养
(1)外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。 (2)脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功 能，转变成未分化细胞的过程。 (3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状 态的薄壁细胞团。 (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分 化出根或芽等器官的过程。
[解析] (1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原 生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，诱导原生质体融合 常用的化学诱导剂是 PEG(聚乙二醇)。原生质体融合成功的标志是杂 种细胞再生成细胞壁；图中 X 经过离体培养，可以形成试管苗，所以 X 是愈伤组织。
(2)植物组织培养中常加入细胞分裂素和生长素，当生长素与细胞 分裂素的比值低时，有利于芽的形成，所以起主要作用的是细胞分裂素。
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术引言植物细胞工程是一门研究如何利用现代生物技术手段改良和利用植物的基础理论和应用技术。
它通过改变植物的遗传性状，并且通过利用植物细胞的生长特性，以达到提高农业产量、改善植物品质以及开发新药等多种目的。
本文将介绍植物细胞工程的基本技术，包括基因转化、培养、再生和检测等方面。
基因转化基因转化是指将外源基因导入到植物细胞中，使其表达外源基因产生的特定蛋白质。
基因转化是植物细胞工程研究的核心技术之一。
常见的基因转化方法包括农杆菌介导的转化和基因枪介导的转化。
农杆菌介导的转化农杆菌介导的转化是最常用的基因转化方法之一，其原理是利用农杆菌在植物组织中导入外源基因。
基本流程包括：构建转化载体、农杆菌菌株培养、农杆菌感染植物组织、选择和再生。
基因枪介导的转化基因枪介导的转化利用高速微粒轰击法，将微粒载体直接引入植物细胞中。
该方法适用于转化多种植物，操作相对简单，但效率相对较低。
培养植物细胞工程的第二个基本技术是培养。
培养是指将处理好的植物组织或细胞放入适宜的培养基中，提供足够营养和环境条件，使其继续生长和分化。
培养技术是植物细胞工程研究中最基础也是最重要的技术之一。
培养基和培养条件合适的培养基和培养条件对于植物细胞工程至关重要。
培养基的基本成分包括无机盐、糖类、维生素、植物激素等。
培养条件包括光照、温度、湿度等因素。
培养方法常见的培养方法包括悬浮培养、根尖培养、愈伤组织培养以及单细胞培养等。
悬浮培养适用于细胞悬浮培养；根尖培养适用于根尖培养；愈伤组织培养适用于愈伤组织的培养；单细胞培养适用于单细胞的培养。
再生再生是植物细胞工程的重要环节之一。
在基因转化和培养的基础上，可以通过控制培养条件和添加特定植物激素等手段，引导处理好的植物细胞再生成完整的植株。
诱导再生诱导再生是通过改变培养基的组成和添加适当的植物激素等手段，使细胞发生分化和再生的过程。
通常可通过愈伤组织培养、器官发生和胚胎发生等方式进行诱导。
高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术教学案含解析新人教版选修3
植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、细胞的全能性1．含义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
2．物质基础：细胞内含有本物种全部的遗传信息。
3．植物细胞全能性表达条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
三、植物组织培养技术1．理论基础 植物细胞的全能性。
2．基本过程 离体的器官、组织或细胞――→①A ――→②B ――→发育完整植株图中①过程为脱分化，②过程为再分化，A 表示愈伤组织，B 表示丛芽或胚状体。
3．胡萝卜的组织培养[填图]1.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。
2．植物组织培养的基本过程：外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽或胚状体――→发育完整植株3．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
4．去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
5．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
6．植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
四、植物体细胞杂交技术1．概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．过程[据图填空](1)过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。
(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为脱分化，过程⑤为再分化。
3．意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
1．下列生物技术不属于细胞工程领域的是( )A．植物组织培养技术B．转基因技术C．克隆技术 D．植物体细胞杂交技术解析：选B 细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上进行的操作。
转基因技术的操作对象为基因，即DNA分子水平上的操作技术，属于基因工程。
2．植物组织培养的理论根据是( )A．培养基中营养物质全面 B．细胞的全能性C．细胞的分裂 D．细胞的分化解析：选B 植物细胞只有保持其全能性，才能发育成完整的植株，因此，植物组织培养的理论根据是细胞的全能性。
专题2 2。1.1植物细胞工程的基本技术
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
小结
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养
植物体细胞杂交
课堂巩固
1、下列过程中没有发生膜融合的是（ C）
2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物 的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞 与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
通过细胞工程技术，利用甲（高产）、乙(耐盐)两种植物的各自优 势，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：
高产耐盐 纤维素酶和果胶 融合的原生质体 ①A是_________________酶。B是____________________。C是 ________ 性状的幼芽。 ②若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育， 秋水仙素 则可用_____________（试剂）处理幼芽，以便获得可育的植株。
去壁
再 分 化
去壁 纤维素酶 果胶酶
离心、 筛 激素 振动、 电刺激、 选 聚乙二 醇
激素
一 植 物 体 细 胞 杂 交 过 程
2、概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件 下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
3、原理
细胞膜的流动性和细胞的全能性 4、目的 获得杂种植株
5、优势和未解决的问题
A、驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远 缘杂交不亲和的障碍 B、驱蚊草的培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试 剂或离心、振动、电刺激等方法 C、驱蚊草的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组 织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D、驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，因为不 同物种间存在生殖隔离
高中生物学选择性必修3植物细胞工程的基本技术
2.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 新教材·生物（RJ） 选择性必修3
名称 植物组织培养
植物体细胞杂交
细胞膜具有一定的流动性和植 原理 植物细胞的全能性
物细胞的全能性
过程
续表 名称 选材
技术 操作
关系
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
植物组织培养
植物体细胞杂交
选取根尖、茎尖、形成层部 不同植物细胞融合后形成
知识点二 植物体细胞杂交技术
梳理教材
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．植物体细胞杂交概念 将___不__同__来__源_____的植物体细胞，在一定条件下融合成__杂__种__细__胞____， 并把杂种细胞培育成__新__植__物__体____的技术。
2．植物体细胞杂交过程
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
清洗 2～3 次。
②外植体的分割：用_解__剖__刀___将外植体切成 0.5～1～__1_/_2_插入诱导愈伤组织的培养基中。 ④培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于_1_8__℃__～___2_2_℃___的培养
箱中培养。
4．植物组织培养的流程：接种_外__植__体___，诱导__愈__伤__组__织__，诱导___生__芽___， 诱导___生__根___，移植成活五个过程。
5．菊花的组织培养
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
(1)实验原理
①植物细胞一般具有_全__能__性___。
a．在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过
__脱__分__化__，转变成_未__分___化__的细胞，进而形成_愈__伤__组__织__。
b．愈伤组织能重新分化成__芽__、__根__等器官，该过程称为_再__分__化___。
高中生物 选修3 第2章 第1节 植物细胞工程的基本技术
答案 B 解析 植物幼嫩部分全能性高,细胞分裂能力强,更容易经过脱分化形成愈 伤组织,A项正确;接种时用镊子夹取菊花的外植体,将其部分插入诱导愈伤 组织的培养基中,而不是全部插入,B项错误;植株组织培养时,将愈伤组织 转接到诱导生芽的培养基上培养,长出芽后再转移至生根培养基中诱导生 根,C项正确;进行移栽时,将幼苗先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境 中,待其长壮后再移栽入土,D项正确。
自我检测 1.植物组织培养是将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的 培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术,判断下列有 关植物组织培养的表述是否正确。 (1)高度分化的细胞只有发育成一个完整的生物个体,才能体现出细胞的全 能性。( × ) (2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出全能性。( × ) (3)在植物组织培养过程中,细胞的遗传物质一般都会发生改变。( × ) (4)诱导愈伤组织期间需要给予光照。( × )
2023 新 人 教 版 高 中 生 物 选 择 性 必 修 第 三 册
第2章 第1节 1 植物细胞工程的基本技术
内
01 课前篇 自主预习
容
索
02 课堂篇 探究学习
引
素养目标
课前篇 自主预习
一、植物组织培养技术 1.细胞工程:应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理 和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、 组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 2.细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或 分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。在生物的生长发育过程 中,并不是所有的细胞都表现出全能性,这是因为在特定的时间和空间条件 下,细胞中的基因会选择性地表达。 由细胞发育成完整个体
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2、植物组织培养技术的理论基础是什么？
植物细胞具有全能性
3、什么叫做细胞全能性？动物细胞具有全能性吗？
已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能. 动物细胞核具有全能性
4、生物体所有细胞全能性都一致吗？
受精卵>生殖细胞>体细胞; 植物细胞>动物细胞
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 技 术 手 段 程
要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要 A.具有完整细胞核的细胞 C B.离体状态 C.导入外源基因 D.一定的营养物质和激素
植物体细胞杂交的目的中错误的是 （ D） A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B.获得杂种植株 C.克服远源杂交不亲和的障碍 D.实现原生质体的融合
2．右图为植物体细胞杂交过程示意 图。据பைடு நூலகம்回答： （1）步骤①是 去掉细胞壁， 分离出有活力的原生质体 ____________________________ ， 最常用的方法是 酶解法 。 （2）步骤③一般常用的化学试剂 是 PEG ，目的是 诱导不同植 物体细胞的原生质体融合 。 _________________________ (3)在利用杂种细胞培育成为杂种植 株的过程中，运用的技术手段是 植物组织培养 ______ _，其中步骤④相当于 _______ 脱分化，步骤⑤相当于 再分化 。
体现全能性的外界条件：
离体状态； 一定的营养物质、 激素、 及其它外界条件。
体现全能性的物质基础：
细胞应具有这种植物体的全部遗传信息
一、植物组织培养:
1、概念:
在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、 组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给 予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛 芽，最终形成完整的植株
基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通 过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管 苗，问：
1）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 细胞分裂素 和__________ 生长素 两类激素。 _____________ 2）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由 芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原 因是 ________能利用光能制造有机物，供试管苗 叶绿体 生长发育
去壁
植物组织培养
原生质体A 原生质体B
去壁
人 工 诱 导
正融合 的原生 质体AB
植物细胞B
再 生 出 细 胞 壁
杂种 细胞 AB
脱 分 化
愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
注：
去壁的常用方法：
用“纤维素酶和果胶酶”(酶解法）去除
原生质体融合方法：
物理法：离心、振动、电激等 化学法：聚乙二醇（PEG）作诱导剂
培育抗虫棉是
分子
水平上的技术。
应用的原理和方法 概念 研究的水平 细 胞 工 程 分类 动物细胞工程 研究的目的 植物细胞工程
细胞生物学和 分子生物学
细胞水平或细胞器 水平 按照意愿来改变细胞 内的遗传物质或获得 细胞产品
思考
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？
外植体—愈伤组织—长出丛芽—生根--移栽成活
1）写出以下过程或结构的名称：
愈伤组织 脱分化 A_______________ ； B_______________ ； 原生质体b C_______________ ；D_______________ 。 原生质体a
2）材料2中在获得杂种细胞的容器中还有其 他什么细胞？ 细胞a、细胞b、细胞a→细胞a 、细胞b→细胞b ______________________________________
D 3、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是
A、卵细胞 B、植物花粉 C、体细胞 D、受精卵
8、植物体细胞杂交可以解决不同生物之间的 （ B ）问题 A．亲缘关系远 C．地理隔离 B．生殖隔离 D．组织分化
植物体细胞杂交过程是（ D ） A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活性的原生质体 B.人工诱导使两个不同植物的原生质体融合 C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂 种植株
1、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组 织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全 能性，发育成完整的植株的是（ D ） A、细胞分裂素 B、生长素 C、一定的营养物质 D、以上三者均是 2、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术 不属于细胞工程（ A ） A、有性杂交 B、体细胞杂交 C、组织培养 D、细胞核移植
3）试管苗的细胞核中含____ 24 条脱氧核糖核苷酸链。 4）培育成的试管苗可能出现的基因型有 _____________。 AB、aB、Ab、ab
阅读下列材料，分析后简要回答问题：
材 料 一
植物的器 取下并 官、组织 放入 培养基 A ： 或细胞 中培养 再分 胚 化 状 B 体
植 物 体
材 植物细胞a→C 融合 细胞分裂 料 …… 杂种细胞 二： 植物细胞b→D 再 生 细 胞壁
4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？ 在有光时，往往容易形成维管组织， 而不易形成愈伤组织。
二、植物体细胞杂交技术
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？ 因为不同种生物之间存在 着生殖隔离，所以用传统的 有性杂交方法是不可能做到 这一点的。
1、植物体细胞杂交过程：
植物细胞的融合 植物细胞A
专题2
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物 学的原理和方法，通过细胞水平或 细胞器水平的操作，按照人的意愿 来改变细胞内的遗传物质或获得细 胞产品的一门综合科学技术。
细胞工程与基因工程相比：
前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是分子水平上的生物技术。
思考:
克隆多莉羊技术是 细胞 水平上的技术，
融合细胞形成的标志：
新的细胞壁已经形成
2、概念:
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融 合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植 物体的技术。
3、成果和未解决的问题
成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
（4）植物体细胞杂交的目的是获 得新的杂种植株。使 远源杂交亲本的遗传特征 __________________________ 能 够在新的植物体上有所表现，其根 杂种植株获得双亲的遗传物质 本原因________________________ 。 （5）若远源杂交亲本A和B都是二 倍体，则杂种植株为 四 倍体。
D.通过以上三者来完成
在细胞工程——原生质体融合育种技术中， 其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去， 通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。 如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中， 细胞将： B A.皱缩 B.胀破 C.呈球形 D.保持原状
在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈 伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的 A.消毒灭菌 C B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
不需要 ；再分化 3 ） A 过程是否需要光照？ ________ 是否需要光照？_____________ 需要
4）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的 A．茎尖 B. 子房壁 ( C ) C. 花粉粒 D.叶片
2、下列属于组织培养的是（ A） A. 花药离体培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植 株
（6）从理论上讲，杂种植株的育性 为 可育 。若运用传统有性杂交方 法能否实现？不能 ，原因是 不同种生物之间存在生殖隔离 。 _____________________________ 因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的重大意义在于 _____________________________ 克服远源杂交不亲和的障碍 。 （7）利用植物体细胞杂交的方法培 育作物新品种过程中，遗传物质的 传递是否遵循孟德尔的遗传规律？ 为什么？ 否 在有性生殖的过程中，才遵循孟 _______________________________ 德尔的遗传规律 _______________________________
植物细胞的全能性
植物组织培养
植物体细胞杂交
为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植 株呢？
具有发育成完整植物体的潜能
花瓣细胞具有这种生物全部遗传信息，
每个植物细胞都具有全能性的特点
为什么植物的花瓣在植物体内没有能发 育成完整的植株呢？
因为： 在特定的时间和空间条件下，细胞 中的基因有选择性的表达
2、理论基础：
植物细胞的全能性
3、过程:
离体的植物器官、组织、细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
植物体
区分: 细胞的分化:
在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产 生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳 定性差异的过程.
脱分化:
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组 织的过程
再分化:
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可 以重新分化成根或芽等器官的过程。
切取 形成层 移栽
无菌 接种
脱分化
诱导愈伤组织 的形成 再分化
培养室
试管苗的形成
1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？ 离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件 2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消 毒，灭菌，并且要求无菌操作？ 所利用的植物材料体积小、抗性差；用于植 物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的 生长，使培养物生长受到影响 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能 培养成小植株吗？ 胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部 分也能培养，只是诱导困难